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绪论 1

第1章 太阳几何学基础 3

1.1 地球的自转、公转 3

1.2 天球坐标系 5

1.3 太阳角度计算 7

1.3.1 太阳高度角 7

1.3.2 太阳方位角 8

1.3.3 日出日没的时角 9

1.3.4 日出日没的方位角 9

1.4 太阳时与时差 10

1.4.1 真太阳时与平太阳时 10

1.4.2 时差 11

第2章 太阳辐射学 14

2.1 引言 14

2.2 太阳的能量 14

2.3 地球大气层外的太阳辐射 16

2.3.1 太阳常数 16

2.3.2 太阳光谱 17

2.4 地球表面的太阳辐射 19

2.4.1 大气成分 19

2.4.2 均质大气 19

2.4.3 大气质量 21

2.4.4 大气透明度 24

2.4.5 直射辐射和散射辐射 25

2.4.6 倾斜面上的太阳总辐射 28

2.5 太阳能资源评估 29

2.5.1 太阳能总辐射的计算方法 29

2.5.2 太阳能资源的丰富程度与稳定程度 34

2.5.3 我国太阳能资源分布 35

2.5.4 实例分析 37

第3章 传热学基本理论 39

3.1 引言 39

3.2 导热 40

3.2.1 导热基本定律 40

3.2.2 通过平壁的导热 41

3.2.3 通过圆管的导热 42

3.2.4 通过球壳的导热 43

3.3 对流换热 44

3.3.1 牛顿冷却定律 44

3.3.2 层流、湍流和雷诺数 44

3.3.3 边界层理论 45

3.3.4 对流换热的经验公式 46

3.3.5 对流边界条件下平板和圆管壁的换热量 52

3.4 热辐射 54

3.4.1 热辐射现象的基本概念 54

3.4.2 黑体辐射基本定律 56

3.4.3 物体表面间的辐射换热 61

3.4.4 通过半透明介质的辐射传递 64

第4章 槽式热发电站 67

4.1 太阳能集热系统 67

4.1.1 太阳能聚光集热系统 67

4.1.2 聚光器技术 67

4.1.3 抛物面反光镜技术 71

4.1.4 支架 72

4.1.5 跟踪机构 73

4.1.6 集热管 73

4.1.7 金属-玻璃真空集热管 75

4.1.8 集热管热力性能分析 82

4.1.9 机械结构与驱动 90

4.2 地址选择 90

4.2.1 概述 90

4.2.2 实例分析 94

4.3 工艺技术方案 99

4.3.1 技术方案的选择 99

4.3.2 主要设备的选择 142

4.3.3 技术方案的优化 156

4.4 发电量计算与发电成本估算 156

4.4.1 发电量计算模型 156

4.4.2 不同参数、不同运行模式下的发电量计算 160

4.4.3 发电成本估算 165

4.5 应用案例 170

4.5.1 SEGS系统 170

4.5.2 DISS系统 171

4.6 发展趋势 174

第5章 塔式热发电站 176

5.1 基本原理 176

5.2 定日镜结构与控制 177

5.2.1 定日镜总体设计 177

5.2.2 高可靠性、高反射率玻璃镜的研制 177

5.2.3 支架的结构设计及力学稳定性分析 177

5.2.4 支架与玻璃反射镜的结合方法 177

5.2.5 高准确度传动方式 177

5.2.6 定日镜控制方式的研究及器件开发 177

5.2.7 定日镜误差控制方法 178

5.3 热工系统 178

5.3.1 塔式太阳能热发电系统的结构 178

5.3.2 定日镜系统 178

5.3.3 塔式太阳能热发电的热交换系统 181

5.3.4 适合我国国情的技术——相对比较成熟的塔式太阳能热发电集成方案 183

5.4 实例分析 186

5.4.1 PS10太阳能热发电站 186

5.4.2 PS20太阳能热发电站 187

第6章 斯特林热发电系统 189

6.1 碟式太阳能热发电系统 189

6.1.1 聚光器 190

6.1.2 接收器 192

6.1.3 热机 195

6.1.4 发展现状 195

6.2 斯特林发动机 198

6.2.1 斯特林发动机简介 198

6.2.2 斯特林发动机的原理 199

6.2.3 斯特林发动机的基本类型 202

6.3 碟式斯特林太阳能热发电系统的应用 202

附录 各类热发电聚光能流密度参考数据 205

参考文献 209